научная статья по теме НЕЙРОХИМИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ВЛИЯНИЯ КИОТОРФИНА НА РАЗВИТИЕ АДАПТАЦИОННЫХ РЕАКЦИЙ КРЫС С ВЫСОКИМ УРОВНЕМ ТРЕВОЖНОСТИ Медицина и здравоохранение

Текст научной статьи на тему «НЕЙРОХИМИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ВЛИЯНИЯ КИОТОРФИНА НА РАЗВИТИЕ АДАПТАЦИОННЫХ РЕАКЦИЙ КРЫС С ВЫСОКИМ УРОВНЕМ ТРЕВОЖНОСТИ»

НЕЙРОХИМИЯ, 2004, том 21, № 3, с. 217-224

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РАБОТЫ

УДК 577.122

НЕЙРОХИМИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ВЛИЯНИЯ КИОТОРФИНА НА РАЗВИТИЕ АДАПТАЦИОННЫХ РЕАКЦИЙ КРЫС С ВЫСОКИМ УРОВНЕМ ТРЕВОЖНОСТИ

© 2004 г. А. В. Лысенко1, А. М. Менджерицкий1, Г. Л. Волошина1, И. И. Михалева2

Государственный педагогический университет, Ростов-на-Дону 2Институт биоорганической химии им. Шемякина и Овчинникова РАН, Москва

Реализация поведенческих эффектов киоторфииа осуществляется через модуляцию пептидом интенсивности свободнорадикальных процессов, активности ферментов антиоксидантной защиты и эффективности работы моноаминергических медиаторных систем коры больших полушарий и подкорковых структур головного мозга. Влияние пептида на цикл сон - бодрствование выразилось в снижении представленности релаксированного бодрствования и увеличения сна, а влияние на поведение - в увеличении времени груминга, снижении продолжительности потребления воды и исследовательской активности за счет активации преимущественно стресс-лимитирующей серотонинер-гической системы. Развитие преадаптации, повышение резистентности организма при введении ки-оторфина достигалось также путем увеличения активности антиоксидантной системы.

Ключевые слова: киоторфин, биогенные амины, поведение, перекисное окисление липидов.

ВВЕДЕНИЕ

Одной из актуальных проблем биологии и медицины является изучение роли пептидов в регуляции адаптационных реакций организма. Наряду с резистентной (повышение сопротивляемости) толерантная стратегия адаптации (увеличение переносимости) часто встречается у незимоспя-щих млекопитающих, включая человека, а выбор стратегии определяется биологической целесообразностью, зависящей от характера действующего фактора, его силы и длительности [1]. Замена в естественных условиях одной стратегии на другую, когда первичная оказывается неэффективной, - установленный факт [1, 2]. Использование пептидов для управления адаптационными реакциями является перспективным, поскольку эти соединения, выполняя функции нейромодуля-торов и/или нейромедиаторов, способны за счет образования пептидного континуума длительно влиять на метаболизм в органах и тканях при изменении условий окружающей среды [3, 4]. Ранее нами были описаны некоторые биохимические механизмы замены стресс-реакции на менее расточительные варианты резистентной стратегии адаптации (реакции активации и тренировки) или на толерантную стратегию при экстремальных воздействиях на организм (аудиогенная эпилепсия, гипоксия, гипокинезия и физическая нагрузка) при введении дельта-сон индуцирующего пептида [5]. Однако неясно, являются данные меха-

* Адресат для корреспонденции: 344082 Ростов-на-Дону, ул. Большая Садовая, д. 33; тел/факс: (8632)- 50-74-73

низмы общими для пептидной регуляции или специфичными для каждого отдельного нейро-пептида и как меняется поведение животных при смене адаптационных стратегий.

Цель работы - изучение нейрохимических механизмов влияния киоторфина (Ь-Туг-Ь-Лг§) на развитие адаптационных реакций крыс. Киоторфин (КТ) рассматривают как эндогенный регулятор перехода к толерантной стратегии адаптации: из состояния активного бодрствования в спячку у гибернирующих животных [6].

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Эксперименты проведены на 60 белых беспородных крысах-самцах массой 150-200 г, содержащихся на стандартном рационе в условиях вивария. Отбирали животных с высоким уровнем тревожности с помощью тестов "открытого поля" и вынужденного плавания, так как именно они более чувствительны к внешним воздействиям [7, 8]. Животных помещали в индивидуальные экспериментальные камеры (40 х 50 х 50 см). Наблюдения за поведением крыс проводили в дневное (при естественном освещении) и ночное (использовали фотофонарь) время. Каждая серия экспериментов начиналась после 3 сут адаптации в экспериментальной камере и данные в течение 3-их сут адаптации принимали за контроль. За поведением наблюдали непрерывно на 1-е, 3-и и 5-е сут после окончания периода адаптации без введения препаратов или в течение 1-х, 3-х и 5-х сут после однократной внутрибрюшинной инъекции

киоторфина (50 мкг/кг) или соответствующего объема 0.9%-ного КаС1.

В естественном цикле "активность-покой" контролировали: Я1 - поведенческий сон, Я2 - горизонтальную и Я3 - вертикальную локомоцию, Я4 и Я5 - потребление воды и пищи, Я6 - разные виды мелкой двигательной активности, Я7 - гру-минг, Я8 - релаксированное бодрствование. Длительность Я1, Я4-8 оценивали в минутах и процентах от времени наблюдения. При количественном учете вертикальной локомоции подсчитывали число стоек в течение каждой минуты; горизонтальную локомоцию оценивали путем подсчета пройденных клеток (10 х 10 см) пронумерованного пола камеры, а затем подсчитывали количество времени, затраченного на горизонтальную и вертикальную локомоцию [9]. Доза пептида и интервалы времени для изучения его действия были отработаны ранее [10]. Для биохимических исследований использовали следующие группы:

1) животные, содержавшиеся в экспериментальных камерах в течение 3 сут адаптации - контроль I,

2) крысы, которым вводили 0.9%-ный КаС1 -контроль II,

3) крысы, которым за 1 ч или 1, 3 или 5 сут до декапитации вводили киоторфин.

Поскольку результаты исследований у контрольных животных с введением физиологического раствора и без него достоверно не различались, в дальнейшем использовали усредненные контрольные значения. Животных декапитирова-ли, извлекали мозг, выделяли кору больших полушарий, гипоталамус, гиппокамп и таламус, собирали кровь для получения плазмы и гемолиза-та. Содержание катехоламинов и серотонина определяли в структурах мозга и плазме с использованием обращенно-фазового варианта высокоэффективной жидкостной хроматографии (Ыдио-еЯгош 312/1, Венгрия) [11]. В качестве детектора использовали флюоресцентный спектрофотометр "НкасЫ-Р-4010" (Япония). Интенсивность ПОЛ оценивали в гомогенате мозга, плазме крови и эритроцитарном лизате по следующим параметрам: активности супероксиддисмутазы (СОД) и каталазы [12], церулоплазмина (ЦП) [13], количеству малонового диальдегида (МДА) [14], суммарной пероксидазной активности (СПА) [15], уровню внеэритроцитарного гемоглобина (ВЭГ) [16]. Интенсивность Н2О2-люминолзависимой хемилюминесценции (ХЛ) определяли по свето-сумме свечения за 100 с (5Ш) и высоте (Н быстрой вспышки [17]. Фиксацию мазков крови проводили раствором эозинметиленового синего по Маю - Грюнвальду, окраску - по Романовскому -Гимзе [16]. Количество форменных элементов в лейкоцитарной формуле подсчитывали при по-

мощи светового микроскопа и выражали в процентах от общего числа лейкоцитов. Статистическую обработку результатов проводили с использованием ¿-критерия Стьюдента.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Многочисленные данные свидетельствуют о взаимосвязи ответов моноаминергических и пеп-тидергических систем головного мозга при внешних воздействиях [3, 18]. В коре больших полушарий головного мозга и гиппокампе возрастание активности норадренергической и серотонинер-гической медиаторых систем наблюдалось начиная с 3-го ч и сохранялось на протяжении 3-5 сут после инъекции Кт (табл. 1). Через 3 ч в коре (на 21%) и через 3 ч (на 29%) и 24 ч (на 20%) в гиппокампе (р < 0.05) происходило снижение уровня адреналина. В гиппокампе увеличивался уровень дофамина: первый подъем наблюдался через 3 часа (на 50%), второй - через 3 суток (на 26%) после введения киоторфина (р < 0.05). В гипоталамусе введение КТ способствовало повышению содержания серотонина на протяжении всего наблюдения. В таламусе наблюдали снижение уровня адреналина на 3-й ч, 1-е и 3-и сут действия КТ одновременно с активацией серотонинергичес-кой системы на протяжении всего эксперимента. Анализ соотношения моноаминов в структурах мозга, модулирующих силу и способ реализации адаптационного ответа, дает основание полагать, что КТ реализует свое влияние на организм за счет следующих процессов:

- преимущественной активации (путем накопления норадреналина и дофамина) гиппокампа, ингибиторная роль которого в отношении гипо-таламо-гипофизарно-адренокортикальной оси хорошо известна [19];

- наибольшего (по сравнению с другими отделами мозга) накопления серотонина в гипоталамусе на протяжении 5 сут эксперимента, что позволяет снизить возбудимость этой структуры и способствует развитию одного из видов резистентной стратегии адаптации - реакции тренировки (табл. 2).

Реакция тренировки является ответом на действие слабых по силе раздражителей и способствует развитию состояния "преадаптации", повышая резистентность организма к воздействию неблагоприятных факторов среды [2]. В течение 3 ч после инъекции КТ лейкоцитарная формула приобретает вид, характерный для первой стадии реакции тренировки - ориентировки (табл. 2), который сохраняется до окончания 3-их сут эксперимента (несколько повышается число сег-ментоядерных нейтрофилов, число лимфоцитов колеблется в пределах 40-60%). К концу 5-х сут эксперимента происходит дальнейшее повыше-

Таблица 1. Влияние КТ на содержание моноаминов в отделах головного мозга крыс в нг/г ткани (М ± Б.Е.М.)

»

О X К

Условия

Адреналин

Норадреналин

Дофамин

Серотонин

НА/СЕР

Кора

2 к » контроль 87.42 ± 2.03 349.92 ± 11.4 238.12 ±5.9 411.52 ±3.12 0.85

КТЗ ч 69.06 ± 4.51; -21%, р < 0.05 561.39 ± 27.38; +60%, р < 0.05 266.69 ± 19.44 638.71 ± 23.17; +55%, р < 0.05 0.88

н КТ 1 сут 95.29 ± 7.24 458.05 + 24.16; +31%,р < 0.05 276.21 ± 19.20 581.54 ± 18.37; +41%, р < 0.05 0.79

О £ КТ 3 сут 89.07 ± 4.63 575.44 ± 16.03; +64%, р < 0.05 216.69 ± 18.92 613.16 ± 19.82 0.94

КТ 5 сут 80.43 + 5.34 426.90 + 5.17; +22%, р <0.05 250.57 ± 11.73 489.71 ± 22.86 0.87

£ Гипоталамус

оо Контроль 65.7 + 5.94 842.7 ± 34.9 1106.70 ±42.9 804.40 ± 18.02 1.05

(О о КТЗ ч 53.88 + 2.39 943.82+ 19.03 1451.09 ±26.74 1013.54 ± 17.27; +26%, р < 0.05 0.23

о КТ 1 с 72.84 + 3.06 741.55 ±22.34 1350.17 ±21.57 1998.07 ± 23.99; +148%, р < 0.05 0.37

КТ 3 сут 52.56 + 2.81 893.26 ±20.17 1298.67 ±30.16 2035.44 ± 22.46 ; +153%,р < 0.05 0.44

КТ 5 сут 74.91 + 2.44 865.85 ± 15.73 1051.99 ±24.62 1483.05 ± 21.63; +84%, р < 0.05 0.58

Таламус

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком